DE2051457A1

DE2051457A1 - Umschaltanordnung zur Umschaltung der Bandbreite eines kapazitiv gekoppelten Bandfilters

Info

Publication number: DE2051457A1
Application number: DE19702051457
Authority: DE
Inventors: Elmar 7531 Ersingen Kuhrmeier
Original assignee: Standard Elektrik Lorenz AG
Current assignee: Alcatel Lucent Deutschland AG
Priority date: 1970-10-20
Filing date: 1970-10-20
Publication date: 1972-04-27
Also published as: FR2111592A5

Description

STANDARD ELEKTRIK LORENZ AG, 2Q51457

Stuttgart E.Kuhrmeier 1

Umschaltanordnung zur Umschaltung der Bandbreite eines kapazitiv gekoppelten Bandfilters

Die Erfindung betrifft eine Umschaltanordnung, die die Bandbreite eines über einen Querkondensator kapazitiv gekoppelten und wenigstens zwei abgestimmte Schwingkreise enthaltenden Bandfilters durch Verändern der kapazitiven Querkopplung des Bandfilters umschaltet und in diesem Umschaltvorgang gleichzeitig die Abstimmkapazitäten der Schwingkreise des Bandfilters derart verändert, daß die Bandmittenfrequenz des Durehlaßfrequenzbandes die erforderliche Frequenzlage einnimmt.

Vielfach wird ein Bandfilter für die Nachrichtenübertragung in mehreren Frequenzbereichen oder für unterschiedliche Übertragungsarten benutzt. Dazu ist es notwendig, das Bandfilter der jeweiligen Übertragungsaufgabe anzupassen. So ist beispielsweise für die Rundfunk-Stereoübertragung eine Zwischenfrequenz-Bandbreite von ca. 25O kHz erforderlich, während bei der Monorundfunkubertragung eine Zwischenfrequenz-Bandbreite von 180 kHz ausreicht. Da jedoch einerseits die Trennschärfe eines Bandfilters sich etwa umgekehrt zu dessen Bandbreite verhält und andererseits wegen der allgemein dichten Kanalfolge des Frequenzbandes eine hohe Trennschärfe insbesondere im Monorund funkübe rtragungsbe reich erwünscht 1st, werden derartige Umschaltanordnungen an Bandfiltern vorgesehen.

Es ist bereits eine Umschaltanordnung zur Umschaltung der Bandbreite bei gleichzeitig ausgleichender Verschiebung der Bandmittenfrequenz in einem kapazitiv gekoppelten Bandfilter bekannt (Funkschau I956, Heft 1, Seite I9 und 20), die über die Schaltkontakte eines Umschalters die kapazitive Kopplung und die Schwingkreiskapazitäten der Bandfilterkreise verändert. Neben den Nachteilen der mechanischen

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Schaltkontakten: unsicherer Übergangswiderstand infolge Verschmutzung und Abnutzung, Schaltknacke, Ortsbindung der Kontakte an die Schaltvorrichtung und nicht vernachlässigbare Eigenkapazität oder Koppelkapazitäten der Kontakte, ist bei dieser Utnschaltanordnung ein hoher Aufwand an Umschaltkondensatoren erforderlich. Außerdem bilden einige Umschaltkondensatoren mit Teilen der Bandfilterspulen Nebenschwingkreise, die durch hochfrequente Schwingungen Ubertragungsstörungen verursachen können.

Um insbesondere die Nachteile der mechanischen Schaltkontakte auszuschließen, ist es bekannt, anstelle der Schaltkontakte Schaltdioden vorzusehen. Von einem Fernsehtuner (Funkschau 1967* Heft 9* Seite 260) ist es bekannt, Spulen der aus mehreren Spulen bestehenden Bandfilterinduktiv!täten und die Fußpunkt-Koppelinduktivitäten mit Hilfe der Durchlaß- und Sperrwiderstände von Schaltdioden umzuschalten. Es müssen jedoch in dieser bekannten Umschaltanordnung zwei Schaltspannungen vorgesehen werden. Außerdem erfordert die Umschaltung einen hohen Aufwand an induktiven Spulen.

In einer anderen bekannten Schaltung (DT-AS 1 297 700) liegen die Schaltdioden in den Betriebsleitungen zu den Verstärkerelementen. Die Einsparung einer Schaltspannungsquelle und den zugehörigen Schaltmitteln wird mit einer umständlichen Betriebsstromführung erkauft. Die in einer Leitungsführung liegenden Dioden müssen frequenzmäßig entkoppelt^ werden, was wiederum einen erhöhten Aufwand, insbesondere an induktiven Mitteln, erfordert. Dennoch läßt sich die Oefahr schädlicher Überkopplungen nicht ganz ausschließen.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Anordnung für die Umschaltung der Bandbreite eines Bandfilters zu erstellen, die keine mechanischen Kontakte und nur einen geringen Aufwand an zur Umschaltung des Bandfilters notwendigen Bauelementen enthält. Durch die Umschaltung dürfen keine schädlichen Nebenschwingkreise entstehen. Außerdem soll die UmschaItanordnung mit möglichst geringen zusätzlichen Mitteln umsteuerbar sein.

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Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß in bekannter Weise Schaltdioden zur Umschaltung vorgesehen sind, ά._·.-< ΐΐτ^οη einen Schaltstrom in den niederohmigen Durchlaßzustand und durch eine Sperrspannung in den Sperrzustand gesteuert werden und daß in einem Schaltzustand der Umschaltanordnung jedem Schwingkreis des Bandfilters ein Kondensator zusätzlich parallel geschaltet ist, während In einem anderen Schaltzustand der Umschaltanordnung wenigstens einer der zusätzlichen Parallelkondensatoren zusätzlich als Kopplungskondensator zwischen die Schwingkreise, vorzugsweise parallel zum festen Kopplungskondensator geschaltet ist und gleichzeitig parallel zu wenigstens einem der Schwingkreise wechselstrommäßig ein Dämpfungswiderstand angeordnet ist.

In einer weiteren Ausgestaltung der Erfindung ist der Dämpfungswiderstand gleichzeitig Spannungsteiler für eine Gleichspannung. Am Teilerpunkt des Spannungsteilers liegen die Schaltdioden mit einer ihrer beiden Elektroden, während sie mit ihrer anderen Elektrode über je einen dazwischengeschalteten Strombegrenzungswiderstand an einem gemeinsamen Steuereingang der Umschaltanordnung angeschlossen sind. Das Steuerpotential am Steuereingang für einen Schaltzustand der UmschaItanordnung ist um wenigstens den Betrag der Durchflußspannung der Schaltdioden über und für einen anderen Schaltzustand der Umschaltanordnung unter das am Teilerpunkt des Spannungsteilers liegende Potential eingestellt.

In Fortführung der Ausgestaltung der Erfindung ist eine erste Schaltdiode parallel zu einem der zusätzlich parallel zum Schwingkreis liegenden Kondensator geschaltet und eine zweite Schaltdiode wechselstrommäßig zwischen den gemeinsamen Fußpunkt der zusätzlichen Parallelkondensatoren und den Fußpunkt des Bandfilters und gleichzeitig parallel zum Dämpfungswiderstand geschaltet. Von einer der Schaltdioden liegt die Katode, von der anderen Schaltdiode jedoch die Anode am Teilerpunkt des Spannungsteilers. In einem Schaltzustand der Umsehaltanordnung, der für die Einstellung der kleineren Bandbreite des Bandfilters vorgesehen ist, ist die erste Schaltdiode gesperrt und die zweite Schaltdiode leitend, während in einem zweiten Schaltzustand der Umsehaltanordnung, der für die

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Einstellung der größeren Bandbreite des Bandfilters vorgesehen ist, die erste Schaltdiode leitend und die zweite Schaltdiode gesperrt ist.

Bei der Umsehaltanordnung gemäß der Erfindung sind nur wenige, insbesondere nur zwei umschaltbare Kondensatoren erforderlich. Zur Festlegung und Einhaltung des Gleichstromweges für die Schaltdioden ist der für derartige Diodenschalteranordnungen übliche Aufwand an Trennkondensatoren auch beim Erfindungsgegenstand vorhanden. Infolge der vorteilhaften Ausgestaltung der erfindungsgemäßen Umschaltanordnung, bei der die gleichstrommäßigen Trennkondensatoren gleichzeitig wechselstrommäßig als Ableitkondensatoren verwendet werden, sind keine weiteren Entkopplungs- und/oder Siebglieder, insbesondere Drosseln, zur Absperrung von Wechselströmen mehr erforderlich.

Ein weiterer Vorteil besteht darin, daß die erfindungsgemäße Umschaltvorrichtung nicht in die Bandfilterschaltung integriert ist, sondern daß sie praktisch parallel zu dieser Bandfilterschaltung liegt und damit unabhängig von der Bandfilterschaltung selbst wird. Außerdem ist sehr vorteilhaft, daß die erfindungsgemäße Vorrichtung keine eigenen Versorgungsspannungen benötigt, sondern zur Stromversorgung die oder eine der Betriebsspannungen der übergeordneten Anordnung mitverwendet werden kann.

Schließlich reicht zur Steuerung der erfindungsgemäßen Umschaltan-Ordnung ein einfacher digitaler Halbleiterschalter aus, der nur eine Potentialverschiebung erzeugt, beispielsweise der Transistorschalter in Stereodecodern, der die Stereo-Anzeigelampe beim Empfang einer Stereosendung einschaltet. Ein einzelner derartiger Schalter kann eine große Anzahl der erfindungsgemäßen Umschaltanordnungen steuern, ohne daß die Gefahr einer gegenseitigen Beeinflussung auftritt.

Da von der erfindungsgemäßen Umschaltanordnung keine Nebenschwingkreise mit dem Bandfilter gebildet werden, können keine störenden wilden Schwingungen auftreten.

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Besonders vorteilhaft ist die Anwendung der erfindungsgemäßen Umschal tanordnung in Stereoempfängern zur Anpassung der dort enthaltenen Bandfilter an die unterschiedlichen Anforderungen der Mono- und Stereoübertragungen.

Anhand der Zeichnungen wird in der nachfolgenden Beschreibung ein Ausführungsbeispiel der Erfindung näher erläutert. Es zeigen :

Figur 1 ein Bandfilter mit einer Umschaltanordnung gemäß der Erfindung,

Figur 2 eine Schaltung nach Figur 1, bei der die erfindungsgemäße Umschaltanordnung sowohl von Hand als auch automatisch von einem Schalttransistor für die Stereo-Anzeigelampe steuerbar ist.

Figur j5 schematisch einen dreistufigen Zwischenfrequenzverstärker eines Stereoempfängers, dessen Schalttransistor für die Stereo-Anzeigelampe gleichzeitig die Bandfilterumschältung steuert.

Das Bandfilter in Figur 1 und 2 besteht aus den beiden Schwingkreisen 1 und 2 und dem Kopplungskreis mit den beiden Wicklungen 5 und 4, die über den zur Kopplung dienenden Querkondensator 5 miteinander in Verbindung stehen. An dieses Bandfilter ist eine Umschaltanordnung gemäß der Erfindung angeschlossen. Sie besteht aus den beiden Zusatzparallelkondensatoren 6 und 7* den beiden Schaltdioden 8 und 9, den Trennkondensatoren 10 und 11, den beiden Strombegrenzungswiderständen 12 und 15, die gleichzeitig mit den Kondensatoren 10 und 11 Siebglieder für die Wechselspannungen aus dem Bandfilter bilden, und schließlich den beiden Widerständen 14 und 15. Der Zusammenschluß der beiden Strombegrenzungswiderstände 12 und 13 bildet den Steuereingang 27 der Umschaltanordnung. Ein Schalter 16 legt in der Schalterstellung I (kleinere Bandbreite oder schmal) den Steuereingang 27 an den Minuspol der Betriebsspannung I7, in Schalterstellung II (größere Bandbreite oder breit) an den Pluspol der Betriebsspannung. Der Pluspol der Betriebsspannung ist potentialgleich mit dem Fußpunkt des Bandfilters und definiert das Bezugspotential '^cie* . ₂₀g_818/0213

In der Stellung I (schmal) des Schalters l6 gelangt das negative Potential an die Katode der Diode 9 und an die Anode der Diode 8. Da das Potential am Teilerpunkt des Spannungsteilers aus den Widerständen 14 und 15 weniger negativ ist, als das über den Schalter 16 kommende, ist die Diode 8 gesperrt und die Diode 9 leitend. Dadurch liegen die Kondensatoren 6 und 7 mit ihrem Fußpunkt über die Diode und den Trennkondensator 10 an Erde und somit parallel zu den Wicklungen 5 und 4, die fest mit den Schwingkreisen 1 und 2 verkoppelt sind. Der Wechselstromwiderstand der Trennkondensatoren 10 und 11 ist vernachlässigbar klein, so daß auch die Widerstände 14 und 15 wechselstrommäßig von der Diode 9 kurzgeschlossen werden. Außerdem verhindern die Trennkondensatoren 10 und 11 den Abfluß des Schaltstromes für die Dioden 8 und 9 nach Erde.

In der Schalterstellung II (breit) ist das Potential am Teilerpunkt des Spannungsteilers 14/15 negativer als das über den Schalter 16 an die Schaltdioden gelangende Bezugspotential. Daher ist jetzt die Diode 9 gesperrt und die Diode 8 leitend. Letztere schließt wegen ihres geringen Durchgangswiderstandes den Kondensator 7 kurz, schaltet gleichzeitig den Kondensator 6 dem Kopplungskondensator 5 parallel und schaltet gleichzeitig die beiden Wide^-^oände 14 und 15 in Parallelschaltung dem Schwingkreis 2 wechsel orommäßig parallel.

Die mit dem Kondensator 6 zusätzlich bewirkte nun insgesamt stärkere Kopplung verursacht neben der größeren Bandbreite eine Verschiebung der Mittenfrequenz des DurchlaR-Frequenzbandes nach tieferen Frequenzen hin und u.U. einq Verformung der Durchlaßcharakteristik des Bandfilters. Dadurch, daß die Kondensatoren 6 und 7 den Schwingkreisen 1 und 2 nicht mehr parallelgeschaltet sind, nimmt die Mittenfrequenz des Bandfilters in der 'Breit¹-Einstellung wieder die geforderte Frequenzlage ein. Der Dämpfungswiderstand 14/15 korrigiert die Form der Durchlaßkurve.

Das Ausführungsbeispiel nach Figur 2 unterscheidet sich von dem nach Figur 1 durch eine weitere Ansteuerungsform einer erfindungsgemäßen Umschaltanordnung. Der Steuereingang 27 der Umschaltanordnung kann mit Schalter l8 entweder an den Schalter 16, der dann die Bandbreite

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nach dem Willen des Benutzers steuert, gelegt werden oder an den Ausgang des Schalttransistors 19* der beispielsweise ±::i i. ~m Stereodecoder eine Stereoanzeigelampe 20 einschaltet, wenn der Stereo-Pilottonverstärker 21 ein Pilotsignal erhält. Bei gesperrtem Transistor 19 liegt über die Anzeigelampe 20 das negative Potential der Betriebsspannung am Steuereingang der Umschaltanordnung. Im Durchlaßzustand legt der Transistor den Steuereingang 27 der Umschaltanordnung an Erde.

In dem Beispiel der Figur 3 ist andeutungsweise gezeigt, wie der Schalttransistor 32 für die Stereo-Anzeigelampe 33 in einem Stereodecoder gleichzeitig die Bandbreiten-Umschaltanordnungen 21 bis 23 der Bandfilter 24 bis 26 steuert. Die Steuereingänge 27 bis 29 der Umschaltanordnungen sind parallel geschaltet. Die einzelnen Bandfilter werden durch die Zwischenfrequenz-Verstärkerstufen 30 und 31 voneinander getrennt.

9 Patentansprüche

1 Blatt Zeichnungen mit 3 Figuren

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Claims

Patentansprüche

( l.J Umschaltanordnung, die die Bandbreite eines über einen Querkondensator kapazitiv gekoppelten und wenigstens zwei abgestimmte Schwingkreise enthaltenden Bandfilters durch Verändern der kapazitiven Querkopplung des Bandfilters umschaltet und bei diesem Umschaltvorgang gleichzeitig die Abstimmkapazitäten der Schwingkreise des Bandfilters derart verändert, daß die Bandmittenfrequenz des Durchlaßfrequenzbandes die erforderliche Frequenzlage einnimmt, dadurch gekennzeichnet, daß in bekannter Weise Schaltdioden (8,9) zur Umschaltung vorgesehen sind, die durch einen Schaltstrom in den niederohmigen Durchlaßzustand und durch eine Sperrspannung in den Sperrzustand gesteuert werden und daß in einem Schaltzustand der Umschaltanordnung jedem Schwingkreis (1,2) des Bandfilters ein Kondensator (6,7) zusätzlich parallelgeschaltet ist, während in einem anderen Schaltzustand der Umschaltanordnung jedem Schwingkreis (1,2) des Bandfilters ein Kondensator (6,7) zusätzlich parallelgeschaltet ist, während in einem anderen Schaltzustand der Umschaltanordnung wenigstens einer der zusätzlichen Parallelkondensatoren (6) zusätzlich als Kopplungskondensator zwischen die Schwingkreise, vorzugsweise parallel zum festen Kopplungskondensator (5) geschaltet ist und gleichzeitig parallel zu wenigstens einem der Schwingkreise wechselstrommäßig ein Dämpfungswiderstand (1^,15) angeordnet ist.
2. UmschaItanordnung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Dämpfungswiderstand aus der wechselstrommäßigen Parallelschaltung zweier Widerstände (14,15) besteht, die gleichzeitig die beiden Teilwiderstände eines Spannungsteilers für die Spannung einer Gleichspannungsquelle (17) sind.
3· Umschaltanordnung nach den Ansprüchen 1 und 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Schaltdioden (8,9) mit einer ihrer beiden Elektroden gleichstrommäßig am Spannungsteilerpunkt des aus den beiden Teilwiderständen (l4,15) gebildeten Spannungsteilers liegen, während die Schaltdioden mit ihrer anderen Elektrode über je einen dazwischengeschalteten Strombegrenzungswiderstand

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(12,13) an einem gemeinsamen Steuereingang (27) der Umsehaltanordnung angeschlossen sind und daß das Steuerpotential am Steuereingang (27) für einen Schaltzustand der Umsehaltanordnung um wenigstens den Betrag der Durchflußspannung der Schaltdioden über und für einen anderen Schaltzustand der Umsehaltanordnung unter das am Teilerpunkt des Spannungsteilers liegende Potential eingestellt ist.
4. Umsehaltanordnung nach den Ansprüchen 1 bis 3. dadurch gekennzeichnet, daß eine erste Schaltdiode (8) parallel zu einem der zusätzlich parallel zum Schwingkreis (2) liegenden Kondensatoren (7) geschaltet ist und eine zweite Schaltdiode (9) wechselstrommäßig zwischen den gemeinsamen Fußpunkt der zusätzlichen Parallelkondensatoren (6,7) und den Fußpunkt des Bandfilters und gleichzeitig parallel zum Dämpfungswiderstand (14,15) geschaltet ist, daß von einer der Schaltdioden die Katode, von der anderen Schaltdiode jedoch die Anode am Teilerpunkt des Spannungsteilers (14,15) liegt und daß in einem Schaltzustand der Umschaltanordnung, der für die Einstellung der kleineren Bandbreite des Bandfilters vorgesehen ist, die erste Schaltdiode (8) gesperrt und die zweite Sehaltdiode (9) leitend ist, während in einem zweiten Schaltzustand der Umschaltanordnung, der für die Einstellung der größeren Bandbreite des Bandfilters vorgesehen ist, die erste Schaltdiode (8) leitend und die zweite Schaltdiode (9) gesperrt ist.
5. Umschaltanordnung nach den Ansprüchen 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß die zur gleichstrommäßigen Trennung der Schaltstrompfade von der übrigen Schaltung vorgesehenen Kondensatoren (10,11) mit den zugehörigen zur Strombegrenzung in den Schaltstrompfaden vorgesehenen Widerständen (12,13) Siebglieder bilden.
6. Umschaltanordnung nach den Ansprüchen 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß die Gleichspannungsquelle (17) für die Spannung am Spannungsteiler (14,15) die oder eine der Betriebsgleich-

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Spannungsquellen der Anordnung ist, in die die Umschaltanordnung eingefügt ist, und daß der Steuereingang (27) der Umschaltanordnung wahlweise mit dem positiven oder dem negativen Pol dieser Betriebsspannungsquelle verbunden ist.
7. Umschaltanordnung nach den Ansprüchen 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß der Steuereingang (27) der Umschaltanordnung am Ausgang eines Schalttransistors (19) liegt.
8. Umschaltanordnung nach den Ansprüchen 1 bis 7» dadurch gekennzeichnet, daß in gesperrtem Zustand des Schalttransistors (ίο) die Umschaltanordnung in den Schaltzustand gesteuert ist, der für die Einstellung der kleineren Bandbreite des Bandfilters vorgesehen ist, während bei leitendem Zustand des Schalttransistors (19) die Umschaltanordnung in den anderen Schaltzustand gesteuert ist, der für die Einstellung der größeren Bandbreite des Bandfilters vorgesehen ist.
9. Stereoempfangsanordnung mit wenigstens einer Umschaltanordnung nach den Ansprüchen 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet, daß der Steuereingang (27) der Umschaltanordnung (21) bzw. -anordnungen an den Schaltungspunkt zwischen der Stereo-Anzeigelampe (33) und dem Schalttran?*::ογ (32) für die Stereoanzeigelampe angeschlossen ist. ⁽

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